高中物理人教版 (新课标)必修26.向心力课后复习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修26.向心力课后复习题，共16页。
第五章　曲线运动
6　向心力
基础过关练
题组一　向心力的理解
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.(2021山东枣庄第八中学高一下月考)对做圆周运动的物体所受的向心力说法正确的是 (　易错　)
A.向心力等于物体所受的合外力
B.向心力的方向总是不变的
C.因向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,故向心力是一个恒力
D.因向心力指向圆心,且与线速度方向垂直,所以它只改变线速度的方向
2.(2021上海金山中学高一下期中)一电动车在水平面内以恒定速率沿图示轨迹行驶,在a、b、c位置所受向心力大小分别为Fa、Fb、Fc,则 (　　)

A.Fc>Fa>Fb B.Fara>rc,所以FbaB,D错误。
5.B　通过B点时,物块受到重力、支持力和摩擦力,三力的合力应该由B指向O点,提供向心力,此时摩擦力不会由B指向O,选项A错误;通过C点时,受到重力、支持力、摩擦力,三力合力的方向由C指向O,提供向心力,摩擦力由C指向O,选项B正确;通过A点时,若物块所受的重力和支持力的合力正好提供向心力,则物块不受摩擦力,选项C错误;通过B、D两点时,摩擦力的方向不同,所以物块受到的摩擦力不相同,选项D错误。
6.答案　(1)C　 (2) 4mrπ2n2t2　mgrL2-r2
解析　(1)小球做匀速圆周运动所需要的向心力等于小球所受拉力和重力的合力,故选C。
(2)小球运动n圈的总时间为t,则周期T=tn
则小球做此圆周运动的向心力大小为Fn=m2πT2r=4mrπ2n2t2
设细线与竖直方向的夹角为θ,小球做此圆周运动所受的合力大小为F=mg tan θ=mgrL2-r2
7.C　人在最低点时,由牛顿第二定律可得2T-mg=mv2l,解得T=300 N ,故选C。
8.C　小车突然停止运动,小球A也停止运动,FA=mg=10m,小球B做圆周运动,小车停止运动瞬间有FB-mg=mv2L,解得FB=30m,所以FA∶FB=1∶3,故选C。
9.C　土豆做匀速圆周运动,受重力和其他土豆的作用力,合力提供向心力,则有F合=mω2R,重力G=mg,故其他土豆对该土豆的作用力为F=G2+F合2=m2g2+m2ω4R2,选项C正确,A、B、D错误。
10.A　当小球对水平面的压力为零时,有T cos θ=mg,T sin θ=m(l sin θ)ω2,解得最大角速度为ω=glcosθ=gℎ,则最大转速为n=ω2π=12πgℎ,选项A正确。
方法技巧
　　要使球不离开水平面,临界情况是球对水平面的压力为零,靠拉力和重力的合力提供向心力,结合牛顿第二定律求出转动轴的最大角速度,从而得出转速的最大值。
11.答案　(1)2nπlt　(2)mg2+16π4n4l2t4
解析　(1)橡皮泥随风帽一起运动时的角速度为ω=2nπt,
橡皮泥的线速度大小为v=ωl=2nπlt
(2)橡皮泥运动时受到的向心力大小为F向=mω2l=4π2n2mlt2
风帽对橡皮泥的作用力的大小为F=(mg)2+F向2=mg2+16π4n4l2t4
12.B　两名学员绕同一点做圆周运动,则他们的角速度相等,两名学员离圆心的距离不相等,根据v=rω,可知他们的线速度大小不相同,选项A错误,B正确;摩擦力的一个分力提供汽车做圆周运动所需的向心力,摩擦力的另一个分力与速度方向反向,所以摩擦力方向不与速度方向相反,选项C错误;学员质量未知,无法比较他们受到汽车的作用力大小,选项D错误。
13.D　物体做圆周运动,一定有外力提供向心力,合力一定不为零,选项A错误;物体做圆周运动,一定有指向圆心的力提供向心力,物体的速率增大,一定有沿圆弧切线方向的分力,根据平行四边形定则可知,物体受到的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外),选项B、C错误,D正确。
方法技巧
　　变速圆周运动的两种加速度
变速圆周运动中,合力沿半径方向的分力提供向心力,产生向心加速度,只改变速度方向,不改变速度大小,合力沿切线方向的分力产生切向加速度,只改变速度大小,不改变速度方向。
能力提升练
1.答案　(1)A　(2)1∶2
解析　(1)本实验采用控制变量法,根据F=mrω2可知,要探究小球受到的向心力大小与角速度的关系,需在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的小球做实验,故选A。
(2)标尺格子数与向心力大小成正比,右边标尺上露出的红白相间的等分格子数为左边的2倍,有F左∶F右=1∶2 ,左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时,即r左∶r右=2∶1,根据F=mω2r,可得ω=Fmr,可知左边塔轮与右边塔轮之间的角速度大小之比为1∶2。
2.BD　甲、乙两人做匀速圆周运动的角速度大小相等,向心力大小都等于弹簧测力计的弹力,有m甲ω2r甲=m乙ω2r乙,即m甲r甲=m乙r乙,且r甲+r乙=0.9 m, m甲=80 kg,m乙=40 kg,解得r甲=0.3 m,r乙=0.6 m,C错误,D正确;由v=rω,可知两人的线速度不相等,A错误;根据F=m甲r甲ω2 ,解得ω=Fm甲r甲=9.280×0.3 rad/s=2360 rad/s=34530 rad/s,B正确。
3.D　设细线Oa、ab上的拉力大小分别为F1、F2,对a球有F1-F2=mrOaω2,对b球有F2=mrObω2,因为rOb=2rOa,所以F2F1-F2=2,解得F1∶F2=3∶2,选项D正确。
4.BC　当AC绳绷紧,BC绳恰好伸直但无张力时,小球受力如图甲所示,由牛顿第二定律得mg tan 30°=mω12r,又有r=L sin 30°,解得ω1=1033 rad/s;当BC绳绷紧,AC绳恰好伸直无张力时,小球受力如图乙所示,由牛顿第二定律得mg tan 45°=mω22r,解得ω2=10 rad/s。故当1033 rad/s